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Les techniques de rénovation thermique du patrimoine bâti
novembre 2011
Les lois dites « Grenelle de l'environnement », loi n° 2009-967 du 3 août 2009 de programmation relative à la mise en oeuvre du Grenelle de l'environnement, dans la continuité de la stratégie nationale du développement durable (Grenelle 1) et loi Grenelle 2 ou loi n° 2010-788 du 12 juillet 2010 portant engagement national pour l'environnement marquent la volonté de la France de lutter contre le changement climatique : réduire de 75 %, c'est-à-dire diviser par quatre, ses émissions de gaz à effet de serre d'ici 2050. Reprenant par le fait les engagements de la France au sommet de Rio de 1992, les réglementations thermiques 2005 et 2012 fixent des normes pour les constructions neuves et pour la rénovation thermique des bâtiments. Dans ce cadre, la rénovation thermique du patrimoine bâti existant représente un enjeu important. Il importe donc de se pencher sur le contexte juridique, mais également sur les modalités de mise en oeuvre et les solutions techniques envisageables.
Le contexte juridique de cette nouvelle réglementation
Avant le Grenelle de l'environnement (2007) : réglementation thermique et DPE
La réglementation thermique 2005, définie par les articles L.111-9, R.111-6 et R.111-20 du Code de la construction et de l'habitation et leurs arrêtés d'application, s'inscrit dans la continuité de la réglementation datant de 2000. Elle en reprend la structure réglementaire ainsi que les principes qui permettent au maître d'ouvrage de choisir la solution la plus économique pour atteindre la performance exigée.
Elle s'applique aux bâtiments neufs résidentiels et tertiaires (à l'exception de ceux dont la température normale d'utilisation est inférieure ou égale à 12 °C, des constructions provisoires (d'une durée d'utilisation inférieure à deux ans), des bâtiments d'élevage ainsi que des bâtiments chauffés ou climatisés en raison de contraintes liées à leur usage). Elle concerne les projets dont le dépôt de la demande de permis de construire est postérieur au 1er septembre 2006. Le diagnostic de performance énergétique (DPE)
La directive européenne 2002-91-CE du 16 décembre 2002 sur la performance énergétique des bâtiments a instauré l'obligation de réaliser un diagnostic de performance énergétique (DPE) sur les bâtiments existants.
Le contenu et les modalités d'établissement du DPE sont réglementés par : Le décret n°2006-1114 du 5septembre 2006 relatif aux diagnostics immobiliers et modifiant le Code de la construction et de l'habitation et le Code de la santé publique: définit les conditions d'établissement du dossier de diagnostic technique. Le décret n°2006-1147 du 14septembre 2006 relatif au diagnostic de performance énergétique et à l'état de l'installation intérieure de gaz pour certains bâtiments: définit notamment les exceptions au champ d'application du DPE, le contenu du DPE et les dates d'entrée en vigueur du DPE vente et du DPE construction. Le décret n°2008-461 du 15mai 2008 relatif au diagnostic de performance énergétique lors des mises en location de bâtiments à usage principal d'habitation et modifiant le Code de la construction et de l'habitation.
Ce DPE renseigne sur la performance énergétique d'un logement ou d'un bâtiment, en évaluant sa consommation d'énergie et son impact en terme d'émission de gaz à effet de serre. Il s'inscrit dans le cadre de la politique énergétique définie au niveau européen afin de réduire la consommation d'énergie des bâtiments et de limiter les émissions de gaz à effet de serre. Le DPE décrit le bâtiment ou le logement (surface, orientation, murs, fenêtres, matériaux, etc.), ainsi que ses équipements de chauffage, de production d'eau chaude sanitaire, de refroidissement et de ventilation. Il indique, suivant les cas, soit la quantité d'énergie effectivement consommée (sur la base de factures), soit la consommation d'énergie estimée pour une utilisation standardisée du bâtiment ou du logement. La lecture du DPE est facilitée par deux étiquettes à sept classes de A à G (A correspondant à la meilleure performance, G à la plus mauvaise) : l'étiquette énergie pour connaître la consommation d'énergie primaire ; l'étiquette climat pour connaître la quantité de gaz à effet de serre émise.
• Étiquette énergie
• Étiquette climat
La réglementation depuis le Grenelle de l'environnement de 2007
Un contexte politique fort La loi n° 2009-967 du 3 août 2009 de programmation relative à la mise en oeuvre du Grenelle de l'environnement, contraint donc la France à réduire de 75 %, c'est-à-dire diviser par quatre, ses émissions de gaz à effet de serre d'ici 2050.
L'objectif « facteur 4 » est l'engagement pris en 2003 devant la communauté internationale par le chef de l'État et le Premier ministre de « diviser par un facteur 4 les émissions nationales de gaz à effet de serre par rapport au niveau de 1990 d'ici 2050 ». Cet objectif a été successivement inscrit dans la « Stratégie nationale de développement durable » en juin 2003, dans le « Plan climat » français de juillet 2004 puis dans la « Loi de programme fixant les orientations de sa politique énergétique » en juillet 2005, avec confirmation en 2009 dans le Grenelle de l'environnement. En pratique Pour l'immobilier, un point de passage a été fixé à 38 % de réduction de la moyenne de consommation du patrimoine bâti en 2020. Pour tenir ces objectifs, le secteur immobilier, fortement émetteur de gaz à effet de serre, dispose des techniques mais pas nécessairement des outils juridiques et financiers pour agir sur le parc existant. Tous les types de bâtiments sont concernés : le logement, collectif et individuel, et les bâtiments tertiaires, notamment les bureaux, qu'ils soient privés ou publics.
Certains types de bâtiments se sont vus attribuer des objectifs chiffrés et datés synthétisés ci-dessous :
• Délais de rénovation et obligations Objectifs de performance énergétique Bâtiments de l'État et des collectivités territoriales
• Engagement des rénovations d'ici 2012 Réduction d'au moins 40 % des consommations énergétiques et d'au moins 50 % des émissions de GES (Gaz à effet de serre) d'ici 2020
• Logements sociaux 800 000 logements les plus énergivores d'ici 2020
• Réduire à moins de 150 kWh/m2/an la consommation énergétique des logements dépassant aujourd'hui 230 kWh/m2/an. Logements privés
• Audit énergétique et examen des contrats de performance énergétique par les syndics 400 000 réhabilitations lourdes par an à partir de 2012
• La réglementation thermique 2012 applicable pour le patrimoine bâti existant
• La loi programme n° 2005-781 du 13 juillet 2005 d'orientation sur la politique énergétique et la loi Grenelle 2 ou loi n° 2010-788 du 12 juillet 2010 portant engagement national pour l'environnement fixent le cadre réglementaire :
Pour les rénovations très lourdes de bâtiments de plus de 1 000 m², achevés après 1948, la réglementation définit un objectif de performance globale pour le bâtiment rénové. Ces bâtiments doivent aussi faire l'objet d'une étude de faisabilité des approvisionnements en énergie préalablement au dépôt de la demande de permis de construire. Ce premier volet de la RT est applicable pour les permis de construire déposés après le 31 mars 2008. Pour tous les autres cas de rénovation, la réglementation définit une performance minimale pour l'élément remplacé ou installé. Ce second volet de la RT est applicable pour les marchés ou les devis acceptés à partir du 1er novembre 2007.
Les modalités de mise en oeuvre et les solutions techniques de la rénovation thermique du patrimoine bâti
Afin de répondre aux objectifs du facteur 4 dans les bâtiments, il faut atteindre en France une consommation moyenne de chauffage d'environ 50 kWh/m²/an et en conséquence, l'ensemble du parc ancien doit être rénové avant 2050.
Un vaste chantier de réhabilitation thermique est aujourd'hui engagé pour les bâtiments publics, les logements sociaux ou encore les bâtiments privés.
Dans une perspective de développement durable, ces rénovations devront s'effectuer selon une approche globale, en intégrant notamment des enjeux de conservation et de respect de notre patrimoine bâti ancien.
Une démarche à adopter
Après la réalisation d'un diagnostic de performance énergétique et avant de débuter des travaux de rénovation thermique, il convient de se poser les bonnes questions :
1) Se poser les bonnes questions : comment est construit le bâtiment ?
2) Rénover, isoler ?... où, pourquoi et comment ?
3) Isoler par l'extérieur ou l'intérieur ?
Quels types d'isolations choisir ?
Avantages et inconvénients des différentes techniques d'isolation ? L'isolation par l'intérieur
Pour sauvegarder l'architecture, on peut privilégier l'isolation par l'intérieur. Cette technique impose cependant que le bâtiment soit vide ce qui génère des contraintes d'usage. Ces travaux imposent, dans tous les cas, de reprendre les peintures, les papiers peints et l'ensemble de la décoration. On privilégiera les murs donnant sur l'extérieur, exposés au Nord et qui procurent une sensation de froid.
L'isolation par l'extérieur
A contrario l'isolation par l'extérieure peut être réalisée en présence des occupants du bâtiment. Ce type d'isolation doit être réalisé en prenant certaines précautions : il faut éviter de laisser l'humidité pénétrer dans l'isolant et d'emprisonner l'humidité dans la maçonnerie du mur. L'avantage de l'isolation par l'extérieur est qu'elle permet de traiter les ponts thermiques notamment des dalles de plancher qui sortent dans les murs pignons (rappel : un pont thermique est un défaut d'isolation thermique d'une paroi. Il apparaît, par exemple, à la jonction des murs et des planchers lorsque les murs sont isolés par l'intérieur).
Il existe plusieurs solutions pour l'isolation thermique des murs par l'extérieur :
- la pose d'un isolant recouvert d'un enduit mince ;
- la pose d'un isolant puis la fixation sur ossature d'un bardage : en ardoise ou bardage bois par exemple. Études thermiques et approche par simulations dynamiques
Si elles sont réalisées avec soin, aux moyens de données de qualité, les simulations dynamiques sont à l'heure actuelle la manière la plus exacte de prévoir le comportement thermique d'un bâtiment et de déterminer à la fois sa consommation annuelle et les températures intérieures, que ce soit en hiver ou en été. La simulation thermique dynamique permet de modifier de nombreuses caractéristiques du bâtiment afin de multiplier les cas de figure et d'optimiser le bâtiment d'un point de vue énergétique et thermique. Les paramètres d'une simulation thermique dynamique sont très complets : planchers haut et bas; murs extérieurs (résistance thermique); menuiseries et vitrages; renouvellement d'air; perméabilité à l'air de l'enveloppe; apports internes; énergie et technologie de chauffage. Des principes généraux récurrents dans les différentes opérations de rénovation thermiques
Ajouter aux murs et aux planchers une résistance thermique de 4 m²K/W (la résistance thermique, notée R. Il exprime la capacité d'un matériau à résister au froid et au chaud. Plus le R est élevé, plus le produit est isolant. R est exprimé en m²K/W (Kelvin par Watt)). Ajouter en combles ou en toiture une résistance thermique de 7 m²K/W.
Remplacer les menuiseries existantes en simple vitrage par des menuiseries double ou triple vitrage peu émissif avec gaz isolant type argon.
Mettre en oeuvre une ventilation double flux avec récupérateur de chaleur.
Utiliser pour la production de chaleur soit une chaudière gaz à condensation, soit une chaudière fioul à haut rendement, soit une pompe à chaleur sur l'air extrait, soit une chaudière à bois d'un rendement supérieur à 70%.
Fourchette de coûts
Pour l'ensemble des solutions techniques proposées, les coûts des travaux évoluent entre 125 et 250 € TTC/m².
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Laurent Martin